Este documento describe las propiedades de los gases y tres leyes fundamentales que los rigen: la ley de Boyle, la ley de Charles y la ley de Dalton. Explica que las moléculas de un gas se mueven libremente y ocupan todo el espacio disponible, y que pueden comprimirse fácilmente. Además, presenta experimentos para verificar estas leyes y su análisis.

1. GASES
INTRODUCCIÓN
Se denomina gas el estado de agregación de la materia que bajo ciertas condiciones de
temperatura y presión permanece en estado gaseoso. Las moléculas que constituyen un
gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran
velocidad y muy separadas unas de otras, explicando así las propiedades:
 Las moléculas de un gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son
capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las fuerzas
gravitatorias y de atracción entre las moléculas son despreciables, en comparación
con la velocidad a que se mueven las moléculas.
 Los gases ocupan completamente el volumen del recipiente que los contiene.
 Los gases no tienen forma definida, adoptando la de los recipientes que las
contiene.
 Pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos
entre unas moléculas y otras.
Existen diversas leyes derivadas de modelos simplificados de la realidad que relacionan la
presión, el volumen y la temperatura de un gas.
Ley de Boyle
Cuando aumenta la presión, el volumen baja, mientras que si la presión disminuye el
volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de la constante para poder
hacer uso de la ley: si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo
constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:
Ley de Charles
A una presión dada, el volumen ocupado por una cierta cantidad de un gas es
directamente proporcional a su temperatura.
Ley de Dalton
Después de describir los experimentos para determinar la presión de vapor de agua en
varios puntos entre 0 y 100 °C (32 y 212 °F), Dalton llegó a la conclusión a partir de las
observaciones de la presión de vapor de seis líquidos diferentes, que la variación de la
temperatura, determinados a partir de vapor de cualquier presión

2. Teniendo como base la ley de los gases ideales hablaremos de cómo se afectan los
resultados si los gases no se comportan idealmente además de que correcciones deben
realizarse para los gases reales, determinaremos el reactivo límite en la reacción entre el
Mg y el HCl y por qué el alambre de cobre no reacciona con el ácido clorhídrico al igual
que el magnesio y también tocaremos el tema sobre el principio de funcionamiento de un
manómetro de mercurio utilizado para medir la presión arterial, explicaremos porque un
globo climático de helio se expande a medida que sube el aire.
OBJETIVOS
 Conocer la serie de relaciones proporcionales entre la temperatura, la presión y el
volumen las cuales hacen parte de la ley de gases ideales.
 Explicar porque un globo climático de helio se expande a medida que sube el aire.
 Conocer el principio de funcionamiento de un manómetro para medir la presión.
 Identificar las correcciones que deben realizar para los gases reales

3. REGISTRO DE DATOS
COMPROBACIÓN DE LA LEY DE BOYLE
DATO
ALTURA DE LA
COLUMNADE AIRE (cm)
(h aire)
ALTURA DE LA
COLUMNADE AGUA (cm)
(h agua) (Diferencia de
nivel)
1 27,7 cm 0,7 cm (28,4 cm)
H2O = 0,7 cm x 10 mm =7 mm
1 cm
H2O = 7 mm =0,515 mmHg
P1= 640 mmHg
V1=28,4 x (0,61/ 2)2
x 3,1416 = 8,30 cm3
K1= 8, 30 cm3
x 640 mmHg = 5311, 9 cm3
/mmHg
V2 = 27, 7 cm x (0, 61/ 2) x 3, 1416 = 8, 1 cm3
P2 = 640 mmHg + 0,515 mmHg = 640,515 mmHg
K2 = 640,515 mmHg x 8, 1 cm3
= 5188, 16 mmHg/cm3
% Er = 5311,9 – 5188,16 x 100 = 2,3%
5311,9
COMPROBACIÓN DE LA LEY DE CHARLES
MEDIDA CANTIDAD UNIDAD
Volumen total del Erlenmeyer (volumen de aire caliente: V1) 150 mL
Volumen del agua que entro al Erlenmeyer 38 mL
Volumen del aire frio (V2) 140-38= 112 mL
Temperatura del aire caliente (T1) 95 °C
Temperatura del aire frio (T2) 24 °C
Presión atmosférica del laboratorio 640 mmHg

4. V1 = 150 mL
V2 = 112 mL
T1 = 95+ 273 = 368 K
T2 = 21+ 273 = 247 K
V1 x T2 = V2 x T1
150 mL x 247 K = 112 mL x 368 K
44550 mL/K = 41216 mL/K
% Er = 44550 – 41216 x 100 =7,4 %
44550
COMPROBACIÓN DE LA LEY DE DALTON
MEDIDA CANTIDAD UNIDAD
Masa de la lámina Mg 0,0133 G
Volumen de la mezcla gaseosa 17,5 mL
Altura del líquido en el eudiómetro 310 Mm
Temperatura del experimento 28 °C
Presión atmosférica 360 mmHg
Presión de vapor H2O, temperatura 28,3 mmHg
Pc = H (H2O) = 310 = 22,8 mmHg
D (Hg) 13,6
P (H2) = 640 mmHg – 22, 8 mmHg – 22, 8 mmHg = 588, 9 mmHg x 1 at/760 mmHg = 0,775 atm
T = 28 + 273 = 301 K
N = PH2 x VH2 = 0,775 atm x 0, 0175 mL = 0, 0136 = 5, 51 x 10-4
mol
RT 0,082 atm/mol K x 301 K 24,682
N Mg = W = 0, 0133 = 5,467 x 10-4
PM 24, 32 g/mol
N Mg = nH2 = 5,476 x 10-4
Mg = 5, 51 x 10.4
mol Mg
% Er = 5,467 x 10.4
– 5,51 x 10.4
x 100 = 0,7%
5,467 x 10 -4

5. ANÁLISIS DE RESULTADOS
La ley de las presiones parciales o ley de Dalton establece que la presión de una mezcla
de gases, que no reaccionan químicamente, es igual a la suma de las presiones parciales
que ejercería cada uno de ellos, muy útil cuando deseamos determinar la relación que
existe entre las presiones parciales y la presión total de una mezcla de gases, para
obtener el gas para el experimento, lo hacemos mediante la reacción del Mg con HCl que
consiste en el desplazamiento del H gracias a que el Mg es más reactivo que el H de
acuerdo a la tabla de reactividad de los metales, el más activo es el Li, en el que puede
desplazar a cualquier otro metal. En cambio, los metales que estén después del "H" no
pueden desplazar al hidrogeno en un compuesto químico porque no son más reactivos
que el hidrogeno, por eso es que el Mg reemplaza el H y se libera H, según la reacción:
Mg +2 HCL→ MgCl2 + H2
El naranja de metilo es un indicador de pH entre 3,1 (rojo)y 4,4(naranja - amarillo), en la
solución antes de la reacción del Mg con el HCl se observó que la tonalidad que tenía el
agua con el naranja de metilo era amarillo claro, lo que nos quiere decir que tiene un pH
sobre 4.4, y luego de la reacción se tornó un color rosado lo que nos quiere decir que el
agua quedo con un pH más bajo que el que tenía anteriormente, esto se debe a que el
cloruro de magnesio (MgCl2) es un ácido débil.
Tabla de reactividad

6. La ley de charles es una de las leyes de los gases ideales, y relaciona el volumen y la
temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante. En
esta ley dice que para una cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la
temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas
disminuye. Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con la
energía cinética de las moléculas del gas, ya que a mayor temperatura hay más energía
en el sistema y estas se separan más unas de otras. En este caso dejamos el sometemos
un Erlenmeyer, con un corcho y un tubo que lo atraviesa un poco más grande que un
capilar, a un calentamiento para introducir energía en el sistema a unos 95ºC
aproximadamente y luego tapar el tubo con el dedo y someter a un rápido enfriamiento en
un balde con agua al clima, y con el Erlenmeyer boca abajo soltamos el dedo y el agua
entra a ocupar el volumen del gas que se expandió, ya que cuando había mayor
temperatura el gas tenía un mayor volumen y al someterlo a el enfriamiento el gas redujo
su volumen siendo el agua quien ocupase este espacio
Ley de Boyle es una ley de los gases ideales que relaciona el volumen y la presión de una
cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley dice que el volumen es
inversamente proporcional a la presión, al aumentar la presión en el tubo en U tapando
uno de sus extremos y agregándole más agua el gas que hay desde el borde hasta la
obstrucción se comprime debido a la presión que genera el agua que llena la otra parte
del tubo en U, con la siguiente relación:

7. CUESTIONARIO
¿Qué correcciones deben efectuarse para los gases reales?
La ecuación que describe normalmente la relación entre la presión, el volumen, la
temperatura y la cantidad (en moles) de un gas ideal es:
P x V= n x R x T
Dónde:
P=Presión absoluta
V=Volumen
n=Moles de gas
R =Constante universal de los gases ideales
T=Temperatura absoluta
Haciendo una corrección a la ecuación de estado de un gas ideal, es decir, tomando en
cuenta las fuerzas intermoleculares y volúmenes intermoleculares finitos, se obtiene la
ecuación para gases reales, también llamada ecuación de Van der Waals:
Dónde:
P= Presión del gas
V= Volumen del gas
n= Número de moles de gas
R=Constante universal de los gases ideales
T= Temperatura del gas
a y b son constantes determinadas por la naturaleza del gas con el fin de que haya la
mayor congruencia posible entre la ecuación de los gases reales y el comportamiento
observado experimentalmente.

8. ¿Cómo se afectarían los resultados si los gases no se comportan
idealmente?
El modelo de gas ideal tiende a fallar a temperaturas menores o a presiones elevadas,
cuando las fuerzas intermoleculares y el tamaño intermolecular es importante. También
por lo general, el modelo de gas ideal no es apropiado para la mayoría de los gases
pesados, tales como vapor de agua o muchos fluidos refrigerantes. A ciertas temperaturas
bajas y a alta presión, los gases reales sufren una transición de fase, tales como a un
líquido o a un sólido. El modelo de un gas ideal, sin embargo, no describe o permite las
transiciones de fase. Estos fenómenos deben ser modelados por ecuaciones de estado
más complejas. El uso más importante de una ecuación de estado es para predecir el
estado de gases. Una de las ecuaciones de estado más simples para este propósito es la
ecuación de estado del gas ideal, que es aproximable al comportamiento de los gases a
bajas presiones y temperaturas mayores a la temperatura crítica. Sin embargo, esta
ecuación pierde mucha exactitud a altas presiones y bajas temperaturas, y no es capaz
de predecir la condensación de gas en líquido.
¿Cómo se puede determinar cuál es el reactivo límite en la reacción entre el
mg y el HCl?
Primero se balacea la reacción
2 HCl + Mg (OH)2 ------> MgCl2 + 2 H2O
Cada mol de Mg (OH)2 me reacciona con 2 moles de HCl y me producen una mol de
MgCl2 y dos moles de agua
En este caso tenemos 0.2 moles de HCl y 0.15 de Mg (OH)2
Moles disponibles=moles que tengo/moles estequiometrias
Moles disponible de HCL=0.2/2=0.1
Moles disponible de Mg(OH)2=0.15/1=0.15
Entonces reactivo limite= al compuesto con menor número de moles disponibles en este
caso HCl
¿Por qué el alambre de cobre no reacciona con el ácido clorhídrico al igual
que el magnesio?
Por la tabla de reactividad ya que el cobre no es lo suficientemente reactivo como para
reemplazar el H, y por esto es que el Cu se utiliza para sostener el Mg ya que el cobre no
reacciona con los ácidos

9. APLICACIONES
¿Cuál es el principio de funcionamiento de un manómetro para medir la
presión?
Tiene que estar calibrado en mmHg, el manómetro está unido a un brazalete que se
enrolla alrededor del brazo al nivel del corazón, se miden dos valores de presión
sanguínea: la presión máxima cuando el corazón bombea, llamada presión sistólica; y la
presión cuando el corazón está en la parte de reposo del ciclo, llamado presión diastólica.
Inicialmente, la presión del aire en el brazalete aumenta sobre la presión sistólica
mediante una bomba de mano y esto comprime la arteria principal en el brazo y corta
brevemente el flujo de sangre. Entonces la presión del aire se reduce lentamente hasta
que la sangre comienza a fluir de nuevo en el brazo; se detecta al escuchar con un
estetoscopio el sonido de golpeo característico de la sangre que representa el antebrazo.
En este punto, la presión sistólica es exactamente igual a la presión del aire en el
brazalete que se puede leer en el manómetro. La presión del aire se reduce
subsecuentemente todavía más, y el sonido del golpeo desparece cuando la sangre a
baja presión puede entrar en la arteria. En este punto el manómetro indica la presión
diastólica. La presión sistólica normal es de alrededor de 120 mmHg, mientras que la
presión diastólica normal es de alrededor de 80 mmHg.
Explique porque un globo climático de helio se expande a medida que sube
el aire.
Un globo flota en el aire ya que la densidad del helio es menor que la del aire teniendo en
cuenta el principio de Arquímedes ¨todo cuerpo sumergido en el fluido experimenta un
empuje vertical equivalente al peso del fluido desalojado¨
A medida que el globo va ascendiendo, el aire se va haciendo menos denso. Significa que
cada vez el globo “flota” menos. Por otro lado, al haber menos aire, hay menos presión,
(la presión no es más que la fuerza ejercida por los choques de las partículas si hay
menos partículas, habrá menos choques y bajará la presión) por lo que el globo se
expande. Esto hace que aumente su volumen y disminuya su densidad, lo que incrementa
su flotabilidad.

10. CONCLUSIONES
Las condiciones de los gases ideales tienden a ser menor a mayores temperaturas y
menor densidad (menor presión) ya que estos gases necesitan altas temperaturas para
condensarse esto se debe a que el trabajo realizado por las fuerzas moleculares es
menos importante si lo comparamos con la energía cinética de las partículas y el tamaño
de las moléculas es menos importante comparándolo con el espacio vacío entre ellas.
El gas al no comportarse idealmente esto quiere decir que tenga altas presiones y bajas
temperaturas hace que la ecuación pierda mucha exactitud la cual no nos dejara predecir
la condensación del gas en líquido.

11. BIBLIOGRAFÍA
GIANCOLI, C. DOUGLAS, FÍSICA. PRINCIPIOS CON APLICACIÓN. SEXTA EDICIÓN
Schiavello, Mario; Vicente Ribes, Leonardo Palmisano (2003).Fundamentos de Química.
Barcelona: Editorial Ariel, S.A.
Rogero, Abrahams; Antoine DuChamper, Alexander Planz (1987).Modelos de predicción
molecular para ingenieros.
R. K. Pathria (1996): Statistical Mechanics, Butterworth-Heinemann; 2 editions